Résonance paramagnétique électronique

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Spectromètre à résonance paramagnétique électronique.

La résonance paramagnétique électronique (RPE), résonance de spin électronique (RSE), ou en anglais electron spin resonance (ESR) désigne la propriété de certains électrons à absorber, puis réémettre l'énergie d'un rayonnement électromagnétique lorsqu'ils sont placés dans un champ magnétique. Cette propriété est analogue à celle des noyaux atomiques en résonance magnétique nucléaire (RMN). Seuls les électrons non appariés (ou électrons célibataires), présents dans des espèces chimiques radicalaires ainsi que dans les sels et complexes des métaux de transition, présentent cette propriété.

Ce phénomène est utilisé dans la spectroscopie par résonance paramagnétique électronique. Celle-ci permet de mettre en évidence la présence d'électrons non appariés dans des solides, des liquides ou des gaz et de déterminer l'environnement de ces derniers. Il sera possible, par exemple, de connaître le type de noyaux atomiques à proximité de ces électrons non appariés et d'en déduire éventuellement la structure d'une molécule.

La majorité des espèces chimiques stables possédant des paires d'électrons appariés, cette technique permettra de mettre en évidence les espèces chimiques possédant des électrons non appariés de manière très spécifique. Par ailleurs, du fait de l'importance du moment magnétique de spin de l'électron, cette technique est également très sensible.

Terminologie

L'expression « spectroscopie par résonance paramagnétique électronique » laisse imaginer que seules des interactions paramagnétiques peuvent être étudiées. En réalité, des interactions de type ferromagnétiques, ferrimagnétiques ou antiferromagnétiques interviennent, surtout dans le cas des matériaux magnétiquement concentrés. Il serait donc préférable de désigner ce type de spectroscopie par l'expression plus générale de « spectroscopie par résonance de spin électronique » (RSE). Néanmoins, les applications utilisant cette spectroscopie concernent essentiellement des espèces paramagnétiques, d'où l'usage de « RPE » plus fréquent que celui de « RSE ».

Par ailleurs, dans le reste de cet article, l'expression « résonance de spin électronique » pourra désigner indifféremment la propriété électronique ou la spectroscopie associée.

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